Bypassreaktioner

Bypassreaktioner är alternativa kemiska reaktioner eller metabola vägar som gör att en viss, ofta kritisk, steg i en reaktionssequence kan undvikas. Genom en bypassreaktion formas i stället samma slutprodukt utan att gå igenom den ordinarie intermediären eller enzymet som vanligtvis krävs. Bypassreaktioner kan uppkomma naturligt som en del av cellulära anpassningar eller uttryckas artificiellt i biotekniska sammanhang.

Typ och mekanism

Inom biokemi uppstår bypass i form av alternativa enzymkatalyserade steg som omvägar runt irreversibla eller flaskhalsande steg i en metabolic väg. Detta kan ske genom att olika enzymer katalyserar motsvarande reaktioner, eller genom att helt byta väg mellan olika intermediärer. Inom syntetisk kemi används begreppet för att beskriva syntetiska rutter som undviker svåra, långsamma eller oönskade steg i en planerad syntes.

Exempel

Ett klassiskt biokemiskt exempel är glukoneogenesen, där tre irreversibla steg i glykolysen omvandlas via bypassreaktioner som involverar andra enzymer för att bilda glukos. Ett annat exempel är anaerob respiration hos jäst där pyruvat omvandlas till etanol via pyruvatdekarboxylas och alkoholdehydrogenas, vilket bypassar pyruvatdehydrogenaskomplexet och TCA-cykeln.

Betydelse

Bypassreaktioner bidrar till flexibilitet och robusthet i metabola nätverk, möjliggör anpassning vid enzym- eller näringsbegränsningar och används inom metabolic engineering för att förbättra produktutbyten. De studeras ofta med isotopspårning och fluxanalys för att kartlägga alternativa vägar.

Se även

Metabolisk flexibilitet, alternativa vägar, glukoneogenes, fermentering.